【文章內容簡介】 總功率、系統(tǒng)總效率等數(shù)據(jù) ,可預測并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的年總發(fā)電量和各月的發(fā)電量 。 計算時設定：光伏陣列為固定式安裝 ,傾角等于 176。, 系統(tǒng)總效率 85%，系統(tǒng) 25年輸出衰減 15%。 光伏路燈電動車充電站總體設計方案 10 第六章 濟南 市 太陽能資源分析 一、 太陽能資源狀況分析 太陽能是太陽內部連續(xù)不斷的核聚變反應過程產生的能量。盡管太陽輻射到地球大氣層的能量僅為其總輻射能量（約為 1026W ）的 22 億分之一，但已高達 173,000TW，也就是說太陽每秒鐘照射到地球上的能量就相當于 500萬噸煤 。 因此，太陽能有著巨大的開發(fā)空間。 二、 我國的太陽能資源 我國太陽能資源分布的主要特點有：太陽能的高值中心和低值中心都處在北緯 22176。 ～ 35176。 這一帶，青藏高原是高值中心，四川盆地是低值中心；太陽年輻射總量，西部地區(qū)高于東部地區(qū)，而且除西藏和新疆兩個自治區(qū)外，基本上是南部低于北部；由于南方多數(shù)地區(qū)云霧雨多，在北緯 30176。 ～ 40176。 地區(qū)，太陽能的分布情況與一般的太陽能隨緯度而變化的規(guī)律相反，太陽能不是隨著緯度的增加而減少，而是隨著緯度的增加而增長。 在我國廣闊富饒的土地上，有著豐富的太陽能資源。全國各地的年太陽輻射總量為 928－ 2333KWh/ m2，中值為 1626kWh/ m2。根據(jù)各地接受太陽總輻射量的多少，可將全國劃分為五類地區(qū) ： 地區(qū) 類型 年日照時數(shù)（ h/a） 年輻射總量（ MJ/m2 a） 等量熱量所 需標準燃煤 （ kg） 包括的主要地區(qū) 備注 一類 32003300 67008370 230～ 285kg 寧夏北部，甘肅北部，新疆南部，青海西部，西藏西部 太陽能資源最豐富地區(qū) 二類 30003200 58606700 200～ 230kg 河北西北部，山西北部，內蒙南部，寧夏南部，甘肅中部，青海東部，西藏東南部，新疆南部 較豐富地區(qū) 三類 22003000 49505860 170200 ㎏ 山東，河南，河北東南部，山西南部，新疆北部，吉林，遼寧，云南，陜西北部，甘肅東南部，廣東南部 中等地區(qū) 光伏路燈電動車充電站總體設計方案 11 四類 14002200 41905020 140170 ㎏ 湖南，廣西，江西，浙江，湖北，福建北部，廣東北部，陜西南部，安徽南部 較差地區(qū) 五類 10001400 33504200 115140 ㎏ 四川，重慶， 貴州 最差地區(qū) 表 2 中國太陽能資源分布表 圖 3 全國年平均總日照時數(shù) 圖 4 太陽能資源分布圖 三、濟南的太陽能資源 由表 2 可知，濟南的太陽能資源屬于三類地區(qū) ，雖然不是相對于一二類地區(qū)較差一些，但是總體來講，還是具有非常好的開發(fā)前景。 濟南地區(qū)屬太陽能較豐富區(qū)， 全年日照 時 數(shù)為 40004500小時， 年太陽總輻射強度大于 100W/m2的日照時數(shù)占到近 90%， 年總輻射強度約為 MW/m2。為了分 析濟南地區(qū)太陽能發(fā)電的潛力，更好的利用太陽能資源為人類造福， 利用實測太陽輻射值，經(jīng)過對近 10 年 13 萬組實測氣象參數(shù)的統(tǒng)計分析，依據(jù)標準年氣象資料，探討了濟南地區(qū)太陽能總輻射強度的變化規(guī)律 〔 45〕 ，求出了太陽總輻射強度的頻率分布，得出了濟南地區(qū)標準年全年太陽能輻射總強度頻率分析表，見表3。 從數(shù)據(jù)分析來看，濟南地區(qū)太陽能資源豐富，在濟南地區(qū)實行太陽能發(fā)電具有良好的自然條件，市場前景豐富。 圖 5給出了以 6月份為例某標準日的太陽輻 射強度曲線。 光伏路燈電動車充電站總體設計方案 12 總輻射強度（ W/m2） 頻數(shù)（ h/年） 累積頻數(shù)（ h/年 ) 頻率（ %） 累計頻率（ %） （ 0， 100） 727 727 ［ 100， 200﹚ 825 1552 ［ 200， 300﹚ 656 2208 ［ 300， 400﹚ 562 2770 ［ 400， 500﹚ 475 3245 ［ 500， 600﹚ 368 3613 ［ 600， 700﹚ 272 3885 ［ 700， 800﹚ 192 4077 ［ 800， 900﹚ 127 4204 2 .99 ［ 900， 1000﹚ 43 4247 ［ 1000， 1100﹚ 5 4252 表 3 濟南地區(qū)標準年全年太陽能輻射總強度頻率分析表 圖 5 濟南地區(qū)某日的太陽輻射強度曲線 結論： 濟南地區(qū)標準年的總日照時數(shù)可達 4252 小時，年太陽總輻射強度大于 100 W/m2 的日照時數(shù)占到近 90%，小時最大總輻射強度為 1051W/m2，年總輻射強度約為 MW/m2。按照光伏轉換效率 10 %計算，每年可獲得的電能為 140 kW/m2。 ，濟南地區(qū)太陽能資源豐富， 因此 在濟南地區(qū)實 行太陽能發(fā)電具有良好的自然條件，市場前景豐富。有很好的開發(fā) 利用 價值 。 010020030040050060070080090010001 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23總輻射(W/m2) 小時 光伏路燈電動車充電站總體設計方案 13 四 、 濟南地區(qū)太陽能輻射量及最佳安裝角 由我國主要城市太陽能資源數(shù)據(jù)表查得 濟南信息如下 城市 緯度Φ 日輻射量 Ht 最佳傾角 Φ op 斜面日輻 射量 修正系數(shù) Kop 哈爾濱 12703 Φ＋ 3 15838 長春 13572 Φ＋ 1 17127 沈陽 13793 Φ＋ 1 16563 北京 15261 Φ＋ 4 18035 天津 14356 Φ＋ 5 16722 呼和浩特 16574 Φ＋ 3 20205 太原 15061 Φ＋ 5 17394 烏魯木齊 14464 Φ＋ 12 16594 西寧 16777 Φ＋ 1 19617 蘭州 14966 Φ＋ 8 15842 銀川 16553 Φ＋ 2 19615 西安 12781 Φ＋ 14 12952 上海 12760 Φ＋ 3 13691 南京 13099 Φ＋ 5 14207 合肥 12525 Φ＋ 9 13299 杭州 11668 Φ＋ 3 12372 南昌 13094 Φ＋ 2 13714 福州 12020 Φ＋ 4 12451 濟南 14043 Φ＋ 6 15994 鄭州 13332 Φ＋ 7 14558 武漢 13201 Φ＋ 7 13707 長沙 11377 Φ＋ 6 11589 廣州 12110 Φ－ 7 12702 ?？? 13835 Φ＋ 12 13510 南寧 12515 Φ＋ 5 12734 成都 10392 Φ＋ 2 10304 貴陽 10327 Φ＋ 8 10235 昆明 14194 Φ－ 8 15333 拉薩 21301 Φ－ 8 24151 表 4 我國主要城市的輻射參數(shù)表 注：峰值日照時數(shù) =斜面日輻射量 /3600（ h） （安裝角度 =緯度 +最佳傾角） 濟南地區(qū)的太陽能的斜面日輻射量 Ht 為 14043，所以濟南的峰值日照時數(shù)為159943600 =(h)又濟南的緯度 36176。 ， 因此濟南的參考安裝最佳角度為 176。 。 光伏路燈電動車充電站總體設計方案 14 第七 章 光伏 蓄電池的介紹 及選型 光伏蓄電池概述 在光伏發(fā)電系統(tǒng)、風力發(fā)電系統(tǒng)和光伏 風力混合發(fā)電系統(tǒng)（簡稱風光互補發(fā)電系統(tǒng)）中，蓄電池是重要組成部件。由于太陽能光伏發(fā)電受春夏秋冬、陰晴雨雪、白晝黑夜等氣候條件和地球緯度、海拔高度等地理條件的影響，太陽光伏電能具有相當大的隨機性和不穩(wěn)定性，因此需要配置儲能裝置 —— 蓄電池，將太陽能電池方陣在有日照時發(fā)出的電能進行儲存和調節(jié)，在日照不足發(fā)電很少或晚間、陰雨天以及需要維修光伏發(fā)電系統(tǒng)時，蓄電池也能夠向負載提供相對穩(wěn)定的電能。蓄電池的投資占光伏發(fā)電系統(tǒng)總投資的 20%25%，如此高的投資比例使得蓄電池使用壽命的長短對光伏發(fā)電系統(tǒng)度電影響成本很大。蓄電池效率的高低不僅影響到度電成本，還影響到太陽電池方陣額定容量的大小，從而影響到總投資。蓄電池光伏發(fā)電系統(tǒng)中最薄弱的環(huán)節(jié)，使用壽命短，蓄電池的損壞往往導致光伏發(fā)電系統(tǒng)不能運行。因此，如何選擇使用和維護好蓄電池，是光伏發(fā)電系統(tǒng)設計和運行管理中至關重要的問題。 一、光伏 蓄電池選型 光伏發(fā)電系統(tǒng)配套使用的蓄電池主要是鉛酸蓄電池和堿性蓄電池（例如鎘鎳蓄電池）。 其中 鉛酸蓄電池 使用較多。因此我們的 光伏路燈電動車充電站 的蓄電池采用 鉛酸蓄電池 。 鉛酸蓄電池的分類：傳統(tǒng)開口式鉛酸蓄電池和閥控密封式鉛酸蓄電池。前者為開口半密封式結構，電解液處于富液狀態(tài)，使用過程中需要加水調節(jié)酸密度；后者為全密封式結構，電解液為貧液狀態(tài)，使用過程中不需要加水或加酸維護。實現(xiàn)了“免維護”。 正是基于 VRLA 蓄電池 的卓越性能， 光伏發(fā)電系統(tǒng)主要采用這種 VRLA 蓄電池。 12V 系列免維護鉛酸蓄電池 如下表所示。 光伏路燈電動車充電站總體設計方案 15 表 71 12V 系列免維護鉛酸蓄電池 電池型號 額定電 壓 /V 額定容量/（ A?h） 最大外形尺寸 /mm 參考重量 /kg 長 寬 高 總高 6GFM40 12 40 98 166 170 170 6GFM55 12 55 220 138 208 213 16 6GFM65 12 65 331 175 175 178 6GFM75 12 75 259 169 220 230 24 6GFM90 12 90 331 175 225 227 29 6GFM100 12 100 331 174 225 243 32 6GFM120 12 120 407 173 208 213 37 6GFM150 12 150 483 170 241 241 43 6GFM200 12 200 522 240 219 244 62 注： 以 6GFM100為例， 6 為 6個單體，電壓為 12V， G為固定型， F為閥控式， M 為密封， 100 為 10 小時率的 額定容量 。 根據(jù)我們的計算得出，我們的每個蓄電池容量在 200 （ A h）。而且 6GFM200型號的蓄電池 的 最大外形尺寸 也較符合我們充電站的實際使用需求。 因此，決定選用 6GFM200型號的蓄電池。 二、 蓄電池充電方法 常規(guī)充電法 常規(guī)充電制度是依據(jù) 1940 年前國際公認的經(jīng)驗法則設計的。其中最著名的就是“安培小時規(guī)則”：充電電流安培數(shù)，不應超過蓄電池待充電的安時數(shù)。實際上，常規(guī)充電的速度被蓄電池在充電過程中的溫升和氣體的產生所限制。這個現(xiàn)象對蓄電池充電所必須的最短時間具有重要意義。 一般來說，常規(guī)充電有